COMPUESTOS DE AMINOÁCIDOS/Zr/ÓXIDO DE GRAFITO COMO ADSORBENTE DE IÓN FLUORURO

Abstract

En el presente trabajo se estudió la adsorción de iones fluoruro en solución acuosa sobre compuestos de zirconio-aminoácidos-óxido de grafito. Los compuestos fueron sintetizados por el método de precipitación química con diferentes aminoácidos (ácido aspártico y ácido glutámico) y diferentes porcentajes de óxido de grafito (5% y 30%). Se realizaron pruebas de adsorción para cada uno de los compuestos con el fin de evaluar la capacidad de adsorción de ion fluoruro en solución acuosa. Los compuestos que presentaron mejor eficiencia en la remoción de fluoruros fueron los sintetizados con 30% de óxido de grafito, ZGluO-II y ZAspO-II. Se evaluaron el efecto del tiempo, el pH, la concentración y el efecto de iones interferentes. Para conocer la estructura de los materiales se realizó espectroscopia infrarroja para observar los grupos funcionales presentes en la superficie de los materiales tales como grupos OH, carboxilo y amino además de los tipos de coordinación de los grupos carboxilo de los aminoácidos y el óxido de grafito con el centro metálico, mientras que en el infrarrojo lejano se pudo observar la interacción del ion fluoruro con el zirconio. En la caracterización por difracción de rayos X se pudo observar que el compuesto presenta una estructura amorfa, además de la presencia del óxido de grafito. Los análisis termogravimétricos de los compuestos utilizados revelaron el contenido de humedad, la descomposición de los aminoácidos, el óxido de grafito y la estabilidad térmica de los materiales. La capacidad de adsorción de los compuestos sintetizados presenta una buena adsorción en un amplio rango de pH de 2-8, disminuyendo al aumentar el pH. La capacidad de adsorción se evaluó a un pH de 6.5. La estabilidad del compuesto en relación del pH se atribuye a las interacciones del material con el medio acuoso presente. A pH ácidos la superficie del adsorbente se encuentra cargada positivamente por lo cual el ion fluoruro se encuentra atraído a la superfici e de este, mientras que, a pH básicos la superficie se carga negativamente lo cual ocasiona una repulsión y disminución en la capacidad de adsorción del ion fluoruro. En el proceso de adsorción al evaluar el efecto del tiempo de contacto se encontró un tiempo de 3 h para llegar al equilibrio presentando un 98.7 y 99.0 % de remoción del ion fluoruro para los compuestos ZAspO.II y ZGluO-II respectivamente. El modelo de cinética de adsorción de Pseudo Segundo Orden fue el que tuvo un mejor ajuste. En el caso de las isotermas de adsorción se obtuvieron capacidades máximas de adsorción de 25 y 29 mg/g para los compuestos ZAspO-II y ZGluO-II, respectivamente. Los sistemas presentados fueron descritos mediante el modelo de isoterma de Freundlich. En las pruebas de iones interferentes se observó un decremento en la capacidad de adsorción en la presencia de iones CO23,HCO3 y HPO42-.